DE102006041459A1 - Reinforced superconducting winding and method for its production - Google Patents
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Abstract
Die supraleitende Wicklung (2) ist mit einem bandförmigen HTS-Leiter (4) vom Röbelleiter-Typ aus untereinander transponierten, bandförmigen HTS-Einzelleitern erstellt. Dem vorgefertigten HTS-Leiter (4) soll ein Armierungsband (5) beigewickelt sein, das mit dem HTS-Leiter (4) metallurgisch nicht verbunden ist und unter einem vergleichsweise größeren Wickelzug (WZ2) steht. Dabei wird das Armierungsband (5) mit einem Wickelzug (WZ2) gewickelt, der mindestens 1,5 mal, vorzugsweise mindestens 3 mal so groß ist wie der Wickelzug (WZ1) des HTS-Leiters (4).The superconducting winding (2) is created with a band-shaped HTS conductor (4) of the Röbelleiter type of mutually transposed, band-shaped HTS single conductors. The prefabricated HTS conductor (4) is to be wound with a reinforcing strip (5) which is not metallurgically connected to the HTS conductor (4) and is under a comparatively larger winding tension (WZ2). In this case, the reinforcing tape (5) is wound with a winding tension (WZ2) which is at least 1.5 times, preferably at least 3 times as large as the winding tension (WZ1) of the HTS conductor (4).
Description
Die
Erfindung bezieht sich auf eine supraleitende Wicklung mit mindestens
einem zumindest weitgehend bandförmigen
HTS-Leiter, der
in einzelnen Windungen der Wicklung unter einen vorbestimmten Wickelzug
gesetzt ist und dem auf seiner Außenseite ein Armierungsband
aus einem Material mit vergleichsweise höherer Zugfestigkeit als der
des HTS-Leiters zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zur Herstellung einer solchen supraleitenden Wicklung.
Eine entsprechende Wicklung und ein Verfahren zu deren Herstellung
sind aus der
Auf dem Gebiet der Supraleitungstechnik, insbesondere dem Gebiet der Hochenergie- und Teilchenphysik oder der elektrischen Maschinen, werden seit langem Spulenwicklungen aus Supraleitern vorgesehen. Hierbei kommen im Allgemeinen Leiter mit klassischem, metallischem Supraleitermaterial mit niedriger Sprungtemperatur Tc, so genanntes Low-Tc-Supraleitermaterial (Abkürzung: LTS-Material) zur Anwendung. Hauptvertreter dieses Materialtyps sind NbTi und Nb3Sn.In the field of superconducting technology, in particular in the field of high-energy and particle physics or electrical machines, coil windings of superconductors have long been provided. In this case, conductors with a conventional, metallic superconducting material having a low transition temperature T c , so-called low-T c superconducting material (abbreviation: LTS material) are generally used. The main representatives of this type of material are NbTi and Nb 3 Sn.
Seit
Bekanntwerden der oxidischen Supraleitermaterialien mit hoher Sprungtemperatur
Tc, dem so genannten High-Tc-Supraleitermaterial
(Abkürzung:
HTS-Material), wird versucht, entsprechende Wicklungen auch mit
Leitern aus diesen Materialien herzustellen. Ein entsprechender
Vorschlag geht aus der eingangs genannten
Zum
Aufbau von Großmagneten
aus supraleitenden Wicklungen mit klassischem (metallischen) LTS-Material,
wie z. B. für
die europäische
Blasenkammer bei CERN, ist es aus „Industries Atomiques", Vol. 5/6, 1970,
Seiten 33 bis 46 bekannt, ein Armierungsband parallel zu einem bandförmigen NbTi-Supraleiter
zu wickeln. Das Armierungsband kann aus Edelstahl bestehen. Der
verwendete Supraleiter setzt sich dabei aus mehreren Einzelleitern
mit jeweils in eine Cu-Matrix eingebetteten NbTi-Leiteradern zusammen, die zu einem starren
Leiteraufbau durch Verlöten
aneinandergefügt
sind (vgl. auch
Insbesondere
für größere Wicklungen
wie z. B. von größeren Magneten
oder elektrischen Maschinen sollen auch HTS-Leiter mit höherer Stromtragfähigkeit
zum Einsatz kommen, die vom so genannten Röbelleiter-Typ sind. Entsprechende
Leiter können aus
weitgehend bandförmigen,
untereinander transponierten Einzelleitern, die jeweils entweder
vom so genannten Monocore- oder Multifilament-Typ sind, bestehen.
Sie sind z. B. aus der
Will man Wicklungen mit solchen HTS-Röbelleitern erstellen, so ist zu beachten, dass unter Berücksichtigung der radialen Dicke des Röbelleiters die Einzelleiterpositionen unterschiedliche Wickelradien und damit unterschiedliche Umfangs längen pro Windung aufweisen. Hieraus folgt ein spezifischer Leiterlängenbedarf der Einzelleiterpositionen. Die zur Innenseite eines Wickelkörpers gewandten Einzelleiterpositionen weisen so einen im Vergleich zur Außenseite geringeren Leiterbedarf auf. Beim Wickeln führt dies zu Ausgleichsbewegungen der Einzelleiter, die sich in einem Aufspreizen des Röbelleiter-Verbunds aus den HTS-Einzelleitern zeigen. Hieraus ergeben sich für die Anwendung folgende Probleme:
- – Zur Herstellung von Wicklungen ist ein vollständiges Anlegen des Röbelleiters an einen Wickelkörper von Hand zu gewährleisten.
- – Die mechanische Belastbarkeit der Wicklung in tangentialer Richtung wird durch die Zugbelastbarkeit der HTS-Einzelleiter beschränkt.
- - For the production of windings, a complete application of the cable ladder is to ensure a wound body by hand.
- - The mechanical load capacity of the winding in the tangential direction is limited by the tensile load of HTS single conductors.
Unter Berücksichtigung dieser Probleme kann man bei der Herstellung von Wicklungen mit solchen HTS-Röbelleitern das Anlegen des Leiters an den Wickelkörper unter Sichtkontrolle sicherstellen. Die am Wickelkörper auftretenden Aufspreizungen müssen jedoch von Hand geglättet werden. Der Ausgleich der Einzelleiterlängen erfolgt nach Verarbeitung einer Transpositionslänge, d.h. nach einem vollständigen Wechsel der Einzelleiterpositionen. Eine entsprechende Herstellungstechnik unter Von-Hand-Eingriffen ist entsprechend aufwendig.Under consideration These problems can be seen in the production of windings with such HTS transposed conductors ensure the application of the conductor to the bobbin under visual inspection. The on the winding body occurring spreading must but smoothed by hand become. The compensation of the individual conductor lengths takes place after processing a transposition length, i.e. after a complete Change of individual leader positions. A corresponding production technique under-hand interventions is correspondingly expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Aufbau einer supraleitenden Wicklung mit den eingangs genannten Merkmalen anzugeben, der eine maschinelle Fertigung ermöglicht, ohne dass die erwähnten Probleme gegeben sind. Ferner soll ein geeignetes Verfahren zum Aufbau einer solchen Wicklung geschaffen werden.Object of the present invention is therefore to provide a structure of a superconducting Wick ment with the features mentioned above, which allows a machine production, without the mentioned problems are given. Furthermore, a suitable method for the construction of such a winding is to be created.
Die sich auf die supraleitende Wicklung beziehende Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Demgemäß soll die Wicklung mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend ausgestaltet sein, dass der HTS-Leiter vom Röbelleiter-Typ ist mit untereinander transponierten, zumindest weitgehend bandförmigen HTS-Einzelleitern und soll das metallurgisch nicht mit dem vorgefertigten Endprodukt des HTS-Leiters verbundene Armierungsband in den einzelnen Leiterwindungen unter einem höheren Wickelzug als dem des HTS-Leiters beigewickelt sein.The is related to the superconducting winding task with those listed in claim 1 Characteristics solved. Accordingly, the Winding configured with the features mentioned in the introduction be that the HTS conductor of the Röbelleiter type is with each other transposed, at least largely band-shaped HTS single conductors and should not do this metallurgically with the prefabricated end product the HTS conductor connected reinforcing band in the individual conductor windings below a higher one Winding tension than that of the HTS conductor be wrapped up.
Mit dieser Ausgestaltung der Wicklung sind insbesondere die folgenden Vorteile verbunden:
- – Es wird eine Fertigungstechnik ermöglicht, die eine einfache Erstellung von Röbelleiter-Wicklungen gestattet. Eine Sichtkontrolle des einlaufenden Röbelleiters und manuelle Eingriffe entfallen dabei.
- – Durch die Trennung von HTS-Röbelleiter und dem Armierungs- bzw. Bandageband ist es möglich, universelle HTS-Röbelleiter für einen Einsatz bei unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen zu fertigen. Die Auswahl des Materials für das Armierungsband erfolgt dann entsprechend den Anforderungen bei Betrieb der Wicklung.
- – Das in die Wicklung eingebrachte Armierungsband stellt eine lokale mechanische Verstärkung der Wicklung dar und kann damit effektiv auftretende Kräfte aufnehmen.
- - It allows a manufacturing technique that allows easy creation of Röbelleiter windings. A visual inspection of the incoming cable ladder and manual intervention are eliminated.
- - By separating HTS-Röbelleiter and the reinforcing or bandage band, it is possible to produce universal HTS-Röbelleiter for use with different mechanical stresses. The selection of the material for the reinforcing strip then takes place in accordance with the requirements during operation of the winding.
- - The reinforcing band introduced into the winding represents a local mechanical reinforcement of the winding and can thus absorb effectively occurring forces.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen supraleitenden Wicklung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann die Ausführungsform nach Anspruch 1 mit den Merkmalen eines der zugeordneten Unteransprüche oder vorzugsweise auch denen aus mehreren Unteransprüchen kombiniert werden. Demgemäß kann die Wicklung nach der Erfindung zusätzlich noch folgende Merkmale aufweisen:
- • So kann das Armierungsband aus Edelstahl oder einem (gegebenenfalls faserverstärkten) Kunststoffmaterial bestehen. Entsprechende Bänder werden kommerziell und kostengünstig gefertigt und haben eine hinreichend hohe Zugfestigkeit. Bei einem Armierungsband aus Edelstahl kann es darüber hinaus günstig sein, kaltzähen Edelstahl vorzusehen. Damit ist gewährleistet, dass auch bei tiefen Temperaturen, insbesondere unterhalb der Sprungtemperatur Tc, neben der Zugfestigkeit noch ein ausreichendes plasti sches Formänderungsvermögen des Armierungsbandes vorliegt, um insbesondere Bruchdehnung bei derart niedrigen Temperaturen zu vermeiden.
- • Stattdessen kann das Armierungsband auch aus einem Gewebematerial aus metallischem, insbesondere kaltzähem Material oder Kunststoffmaterial bestehen. Auch mit solchen Armierungsbändern sind die Anforderungen an eine hinreichende Zugfestigkeit insbesondere in Verbindung mit einem hinreichenden Formänderungsvermögen zu gewährleisten.
- • Vorteilhaft können die Windungen mittels eines Kunstharzes mechanisch verbunden sein. Entsprechende Kunstharzimprägnierungen verhindern unerwünschte Leiterbewegungen, die zu einem Normalleitend-Werden (Quench) des Supraleitermaterials führen.
- • Im Allgemeinen müssen die Windungen durch Isolationsmaterial beabstandet sein, um elektrische Überschläge zwischen benachbarten Windungen insbesondere in einem Quenchfall zu unterbinden. Die Isolierung kann dabei dadurch gewährleistet werden, dass die Einzelleiter mit einer isolierenden Umhüllung versehen sind. Stattdessen oder auch zusätzlich kann außer dem Armierungsband noch ein Isolationsband beigewickelt sein. Ein zusätzliches Isolationsband ist dann von Vorteil, wenn eine im Allgemeinen dünne Isolation der Einzelleiter nicht ausreichen sollte.
- • Das HTS-Material der Einzelleiter kann vom Bi-Cuprat-Typ sein. Dabei können die einzelnen metallischen Komponenten (Bi, Sr, Ca, Cu) dieses Materialtyps in bekannter Weise durch andere Elemente teilweise oder auch vollständig substituiert sein. Stattdessen kann das HTS-Material der Einzelleiter auch vom Y-Cuprat-Typ sein. Auch hier ist eine teilweise oder vollständige Substitution der metallischen Komponenten möglich. Dabei können die Einzelleiter beider Material-Typen vom Monocore-Typ oder vom Mul tifilament-Typ oder vom beschichteten Trägerband-Typ (so genannte „Coated conductors") sein.
- • Thus, the reinforcing strip can be made of stainless steel or (possibly fiber-reinforced) plastic material. Corresponding tapes are manufactured commercially and inexpensively and have a sufficiently high tensile strength. In a reinforcing strip made of stainless steel, it may also be beneficial to provide cold-tough stainless steel. This ensures that, even at low temperatures, in particular below the transition temperature T c , in addition to the tensile strength, there is still a sufficient plastic deformation capacity of the reinforcing strip, in particular to avoid breaking elongation at such low temperatures.
- Instead, the reinforcing tape may also consist of a fabric material of metallic, in particular cold-resistant material or plastic material. Even with such Armierungsbändern the requirements for a sufficient tensile strength, in particular in conjunction with a sufficient deformability to ensure.
- Advantageously, the turns can be mechanically connected by means of a synthetic resin. Corresponding synthetic resin impregnations prevent undesired conductor movements, which lead to a normal conduction (quenching) of the superconducting material.
- In general, the windings must be spaced apart by insulating material in order to prevent electrical flashovers between adjacent windings, in particular in a quenching case. The insulation can be ensured by the fact that the individual conductors are provided with an insulating sheath. Instead or in addition to the Armierungsband still an isolation tape be wound. An additional insulation tape is advantageous if a generally thin insulation of the individual conductors should not be sufficient.
- • The HTS material of the individual conductors can be of the Bi-Cuprat type. In this case, the individual metallic components (Bi, Sr, Ca, Cu) of this type of material can be partially or completely substituted in a known manner by other elements. Instead, the HTS material of the individual conductors may also be of the Y cuprate type. Again, a partial or complete substitution of the metallic components is possible. The individual conductors of both types of material may be of the monocore type or of the multifilament type or of the coated carrier tape type (so-called coated conductors).
Die sich auf das Verfahren beziehende Lösung der genannten Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zu erhalten. Demgemäß soll bzgl. der beanspruchten supraleitenden Wicklung vorgesehen werden, dass der HTS-Leiter vom Röbelleiter-Typ zusammen mit dem Armierungsband gewickelt wird, wobei das Armierungsband unter einen größeren Wickelzug als dem des HTS-Leiters gesetzt wird. Diesen Maßnahmen liegt die Tatsache zugrunde, dass mit einem allein auf einen HTS-Röbelleiter (ohne Verwendung eines Armierungsbandes) einwirkenden Wickelzug eine gleichmäßige Verteilung des Wickelzugs auf dessen Einzelleiter praktisch nicht zu erreichen ist. Die Folge davon ist eine Aufspreizung des HTS-Röbelleiters bzw. seiner Einzelleiter an einem Wickelkörper. Eine Lösung dieses Problems wird dagegen durch Beiwickeln eines Armierungsbandes mit hohem Wickelzug auf der Außenseite erreicht. Fertiger Röbelleiter und Armierungsband laufen dabei am gleichen Ort des Wickelkörpers ein. Hierdurch werden Aufspreizungen der Einzelleiter am Wickelkörper vermieden und es wird ein vollständiges Anlegen des Röbelleiters am Wickelkörper erzielt. Das Armierungsband kann vorteilhaft nach der Fertigung in der Wicklung verbleiben und kann somit Kräfte, die z. B. bei Betrieb der Wicklung entstehen, aufnehmen. Ein Beispiel solcher Kräfte sind Zentrifugalkräfte bei Betrieb rotierender elektrischer Maschinen.The related to the method solution of the above object is to be obtained with the features of claim 11. Accordingly, with respect to the claimed superconducting winding, it is intended to provide that the HELL conductor type HTS conductor is wound together with the reinforcing tape, and the reinforcing tape is put under a larger winding tension than that of the HTS conductor. These measures is based on the fact that with a solely on a HTS Röbelleiter (without the use of a reinforcing strip) acting winding a uniform distribution of the winding tension on the individual conductors is practically impossible to achieve. The consequence of this is a spreading of the HTS cable ladder or its individual conductors on a winding body. A solution to this problem, however, by wrapping a reinforcing tape with high winding tension on the Au reached outside. Finished Röbelleiter and Armierungsband run in the same place of the bobbin. As a result, spreading of the individual conductors are avoided on the winding body and it is achieved a complete application of the Röbelleiters on the bobbin. The reinforcing strip can advantageously remain in the winding after production and can thus forces that z. B. arise during operation of the winding record. An example of such forces are centrifugal forces when operating rotating electrical machines.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung der supraleitenden Wicklung gehen aus den von Anspruch 11 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei können die Maßnahmen nach Anspruch 11 mit den Maßnahmen eines der davon abhängigen Unteransprüche oder vorzugsweise auch denen aus mehreren Unteransprüchen kombiniert werden. Demgemäß kann das Verfahren zusätzlich noch folgende Merkmale aufweisen:
- • So wird das Armierungsband vorteilhaft unter einen Wickelzug gesetzt, der über der kritischen Zugspannung des HTS-Röbelleiters liegt. Einbußen an kritischer Stromdichte des Röbelleiters sind so auf alle Fälle zu vermeiden. Die entsprechende kritische Zugspannung bekannter HTS-Röbelleiter liegt dabei unter 200 MPa, vorzugsweise unter 150 MPa.
- • Bevorzugt wird für das Armierungsband ein Wickelzug vorgesehen, der mindestens das 1,5fache, vorzugsweise das 3fache des Wickelzugs für den HTS-Leiter beträgt. Erst mit dem wesentlich größeren Wickelzug auf das Armierungsband ist nämlich die unerwünschte Aufspreizung des Röbelleiters zu vermeiden.
- • Um Schädigungen des HTS-Materials und damit verbundene Einbußen an Stromtragfähigkeit des Röbelleiters beim Wickeln von Vornherein zu verhindern, wird für den HTS-Leiter ein Wickelzug von mindestens 10 MPa und höchstens 100 MPa vorgesehen.
- • Thus, the reinforcing tape is advantageously placed under a winding tension that is above the critical tensile stress of the HTS cable ladder. Losses in critical current density of the Röbelleiter are to be avoided in any case. The corresponding critical tensile stress of known HTS Röbelleiter is below 200 MPa, preferably below 150 MPa.
- • It is preferable to provide a winding tension for the reinforcing strip that is at least 1.5 times, preferably 3 times, the winding tension for the HTS conductor. Only with the much larger winding tension on the Armierungsband namely the unwanted spreading of the Röbelleiter is to be avoided.
- • In order to prevent damage to the HTS material and consequent loss of current carrying capacity of the cable ladder during winding from the outset, a winding tension of at least 10 MPa and at most 100 MPa is provided for the HTS conductor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen, an Hand derer ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Herstellung einer supraleitenden Wicklung weiter beschrieben ist. Dabei zeigen in stark schematisierter Darstellungto further explanation The invention is hereinafter referred to the drawing, to Hand derer a preferred embodiment of a production according to the invention a superconducting winding is further described. Show in a highly schematic representation
deren
deren
Bei
der in
Erfindungsgemäß wird das
Armierungsband
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Cited By (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100945201B1 (en) * | 2007-10-31 | 2010-03-03 | 한국전기연구원 | Superconducting thin film wire with stabilization material and joining method |
| DE102013209967A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting coil device with coil winding and manufacturing method |
| DE102014211316A1 (en) | 2014-06-13 | 2015-12-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Electrical coil device with at least two partial coils and manufacturing method thereto |
| CN104485218A (en) * | 2014-12-31 | 2015-04-01 | 上海和鸣变压器有限公司 | Coil structure for double-split superconducting transformer |
| EP3079242A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Manufacturing method of winding around a salient pol for a synchronous engine |
| SI3747033T1 (en) * | 2018-02-01 | 2022-11-30 | Tokamak Energy Ltd | Partially insulated HTS coils |
| CN110211765B (en) * | 2019-06-12 | 2021-01-05 | 华北电力大学 | A superconducting current limiting transformer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1765917A1 (en) * | 1968-08-07 | 1971-10-28 | Siemens Ag | Band-shaped conductor made of superconductor material and normally electrically conductive metal |
| DE4418050A1 (en) * | 1993-06-04 | 1995-01-05 | Abb Research Ltd | Hollow cylindrical, high-temperature superconductor and its use |
| EP0644601A2 (en) * | 1993-09-20 | 1995-03-22 | Hitachi, Ltd. | Oxide superconductor and method of fabricating the same |
| DE69612166T2 (en) * | 1995-10-30 | 2001-09-13 | Hitachi, Ltd. | Superconducting oxide coil and a method of manufacturing the same |
| DE69520939T2 (en) * | 1994-01-24 | 2001-11-15 | American Superconductor Corp., Westborough | SUPRALINE MAGNETIC COIL |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0192630A (en) | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Nippon Steel Corp | Converter for radiation thermometer |
| JPH1092630A (en) * | 1996-09-17 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | Oxide superconducting coil |
| DE50114092D1 (en) * | 2000-02-14 | 2008-08-21 | Siemens Ag | HOW DEVICE FOR ITS MANUFACTURE AND ITS USE |
| DE10223542B4 (en) * | 2002-05-27 | 2005-04-21 | Siemens Ag | Process for the preparation of a fully transposed high-Tc composite superconductor and conductor produced by the process |
| CN1658343A (en) * | 2004-02-16 | 2005-08-24 | 特变电工股份有限公司 | Reinforcement device and method for high temperature superconducting coil |
| DE102004039855A1 (en) * | 2004-08-17 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Machine with a field winding of high-Tc superconductors in a holding device |
-
2006
- 2006-09-04 DE DE102006041459A patent/DE102006041459A1/en not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-08-17 CN CN2007800327948A patent/CN101512688B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-17 WO PCT/EP2007/058557 patent/WO2008028789A1/en not_active Ceased
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- 2007-08-17 EP EP07802676A patent/EP2059934B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1765917A1 (en) * | 1968-08-07 | 1971-10-28 | Siemens Ag | Band-shaped conductor made of superconductor material and normally electrically conductive metal |
| DE4418050A1 (en) * | 1993-06-04 | 1995-01-05 | Abb Research Ltd | Hollow cylindrical, high-temperature superconductor and its use |
| EP0644601A2 (en) * | 1993-09-20 | 1995-03-22 | Hitachi, Ltd. | Oxide superconductor and method of fabricating the same |
| DE69520939T2 (en) * | 1994-01-24 | 2001-11-15 | American Superconductor Corp., Westborough | SUPRALINE MAGNETIC COIL |
| DE69612166T2 (en) * | 1995-10-30 | 2001-09-13 | Hitachi, Ltd. | Superconducting oxide coil and a method of manufacturing the same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012031790A1 (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | High-temperature superconductor (hts) coil |
| US20130172196A1 (en) * | 2010-09-06 | 2013-07-04 | Wolfgang Nick | High-temperature superconductor (hts) coil |
| US9048015B2 (en) | 2010-09-06 | 2015-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | High-temperature superconductor (HTS) coil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN101512688B (en) | 2011-08-17 |
| EP2059934B1 (en) | 2010-02-24 |
| EP2059934A1 (en) | 2009-05-20 |
| WO2008028789A1 (en) | 2008-03-13 |
| US8260386B2 (en) | 2012-09-04 |
| DE502007002958D1 (en) | 2010-04-08 |
| US20090206968A1 (en) | 2009-08-20 |
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